(57)【要約】【課題】本発明は耐久性及び反発力が高いリサイクル可能なカラーパチンコ玉の製造方法及びその方法によって製造されたカラーパチンコ玉を提供する。【解決手段】本発明は、酸化熱処理の温度条件により多様な色のカラー酸化皮膜層を形成させることによって、パチンコ玉の多様なカラーを発現でき、環境にやさしい方法で製造可能であり、またこの方法によって製造されたカラーパチンコ玉は、高い耐久性及び反発力と共に視認性が優れている長所がある。さらに、この方法によって製造されたカラーパチンコ玉は、使用後再度表面加工及び酸化熱処理工程を行って、再使用可能であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パチンコ玉の製造方法において、
前記パチンコ玉に硬化熱処理を実施し表面加工を経た後、表面にカラー酸化皮膜を形成することを特徴とするリサイクル可能なカラーパチンコ玉の製造方法。
【請求項２】
前記硬化熱処理は、浸炭熱処理、窒化熱処理、焼き入れ熱処理、及び高周波熱処理であり、これらの熱処理工程の単独または組合わせて実施できることを特徴とする請求項１に記載のリサイクル可能なカラーパチンコ玉の製造方法。
【請求項３】
前記カラー酸化皮膜の厚さは０．０１〜５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のリサイクル可能なカラーパチンコ玉の製造方法。
【請求項４】
カラー酸化皮膜は、酸素、空気、二酸化炭素、スチームなど全ての酸化性ガスの単独または混合ガス雰囲気で１５０〜５００℃の範囲で、３０分〜５時間実施することを特徴とする請求項１に記載のリサイクル可能なカラーパチンコ玉の製造方法。
【請求項５】
表面加工は、パレル（ｂａｒｒｅｌ）研摩、ショットブラスト(Ｓｈｏｔ  ｂｌａｓｔ)、サンドブラスト(ｓａｎｄｂｌａｓｔ)、艶出し(ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ)、ラップ仕上げ(ｌａｐｐｉｎｇ)、またはバフ仕上げ(ｂｕｆｆｉｎｇ)であることを特徴とする請求項１に記載のリサイクル可能なカラーパチンコ玉の製造方法。
【請求項６】
前記請求項１乃至請求項６によるいずれか一項の方法によって製造されることを特徴とするリサイクル可能なカラーパチンコ玉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐久性及び反発力が高いカラーパチンコ玉の製造方法及びその方法によって製造されたカラーパチンコ玉に関し、より具体的には、鋼材で製造されたパチンコ玉に窒化熱処理、高周波熱処理、浸炭熱処理、または焼き入れ処理などの硬化熱処理を実施して、耐久性及び反発力が高く、カラー酸化熱処理によって、多様なカラーを発現させることによって、視認性が優れて、パチンコ玉の真偽判定が容易、かつ環境親和的に製造可能であることを特徴とするカラーパチンコ玉の製造方法及びその方法によって製造されたカラーパチンコ玉に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にパチンコなどを遊技する遊技場ではお金の代わりにパチンコ玉をパチンコ遊技機に投入して遊技を行う。このようなパチンコ遊技機に使用される従来のパチンコ玉は鋼球を圧造して刻印後、耐久性や反発力を高めるための浸炭熱処理、及びメッキ厚１〜２μｍの硬質クロムメッキを施した後、パチンコ玉を区別するための印を付けて完成する。
【０００３】
このように前記方法によって製造されるパチンコ玉は図１に示したように直径１１ｍｍの銀白色単色の金属球として全ての遊技場において略同じ外形の玉を使用するため、パチンコ玉の表面に各々異なった印を付けたとしてもパチンコ玉の外形及び色が略同一であり、微細な印を肉眼で簡単に識別するのが難しいため、現状ではパチンコ玉の真偽や履歴の判定が容易でなく遊技場に損失を負わせる事例が頻発している。
【０００４】
即ち、パチンコ玉は遊技場内においては商品と交換可能な貨幣的価値を有しているが、遊技場外においてはこのような貨幣的価値を有するという認識が薄れて、単純な金属球として認識される。その結果、製造段階や流通段階などを経て遊技場に至る過程や遊技場の営業時間後にもパチンコ玉に対する厳しい管理が行われておらず、流通段階において紛失した玉、または遊技した遊技場から持ち出した玉を他の遊技場で使ったり、またはパチンコ玉と類似する金属玉を使うことによって遊技場が損害を被る場合がある。
【０００５】
このような問題を解決するためにパチンコ玉に独特な文字や模様を刻印してペイントを塗布した後、研摩してペイントを除去すると、刻印された凹の溝部に充填されたペイントの色によって、表出される刻印マークを形成させて、各遊技場毎にパチンコ玉の真偽を判定することもあるが、このような方法によって、数多くのパチンコ玉の真偽を判定するのは容易でないだけでなく、パチンコ玉を繰り返し使用する場合、凹の溝部内に充填されたペイントが剥がれて刻印されたマークの視認性が落ち、しかも有害化学成分が含まれていたペイントの粉塵によって、遊技場内部の環境を汚染させる問題が生じる。
【０００６】
また、日本特許第３８０６１３７号はパチンコ玉の表面に転造の方法で線状の微細な凹凸を刻印して、製造元、製造日、製造履歴、遊技場情報、真偽情報などの情報を記録しようとしたが、転造工程追加による工程費用が発生して遊技場毎にパチンコ玉の真偽を判定するためのコードリーダーを備えなければならず、しかもパチンコ玉の長期間繰り返し使用時には凹凸部の摩耗によってパチンコ玉の表面に刻んだ記録情報が毀損され、コードリーダーによるパチンコ玉の識別が不可能な問題があって、銅メッキを施して視認性を高めようとしたが早期摩耗が発生して、その効果が持続できない問題があった。
【０００７】
また、従来のパチンコ玉は浸炭熱処理後に施す硬質クロムメッキの処理時、工程中６価クロムが発生して洗浄後にもパチンコ玉の表面に６価クロム成分が残留して、環境や人体に悪影響を及ぼす他、刻印マークを作る際にペイントも主に有害化学成分が含まれているペイントであり環境にやさしくない問題があった。
【０００８】
一方、従来の硬質クロムメッキ玉は使用中にクロムメッキ層が剥離されたり、亀裂発生、または表面色が退色する場合、これを再使用するためには硬質クロムメッキ層を除去しなければならないが、物理的または化学的な方法によりこの硬質クロムメッキ層を除去するのは容易ではない。従って、従来の硬質クロムメッキ玉は使用後に廃棄しなければならない再使用できない製品である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】日本特許第３８０６１３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明は前記問題を解決するために提案されたもので、本発明の第１目的は、パチンコ玉を硬化熱処理後に表面加工を行い、表面に酸化熱処理の温度条件により多様な色のカラー酸化皮膜層を形成させることによって、パチンコ玉の多様なカラーを発現でき、環境親和的に製造できることを特徴とするカラーパチンコ玉の製造方法を提供することである。
【００１１】
本発明の第２目的は、前記の方法によって製造されたカラーパチンコ玉は、耐久性及び反発力の特性が優れており、視認性が高くて、パチンコ玉の真偽判定が容易であることを特徴とするカラーパチンコ玉を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような目的を達成するために、本発明によって鋼材で製造されたパチンコ玉において、前記パチンコ玉に硬化熱処理を実施し、前記硬化熱処理工程に後続する後酸化工程によって、カラー酸化物層を含む耐久性及び反発力が優れたカラーパチンコ玉が提供される。
【００１３】
従って、本発明はパチンコ玉の製造方法において、
前記パチンコ玉に硬化熱処理を実施して表面加工を経た後、表面にカラー酸化皮膜を形成することを特徴とするリサイクル可能なカラーパチンコ玉の製造方法を課題解決手段とする。
【００１４】
また、使用後パチンコ玉を再度表面加工及び酸化熱処理を実施することで、再使用可能であることを特徴とするカラーパチンコ玉の製造方法を課題解決手段とする。
さらに、本発明は前記方法によって製造されることを特徴とするカラーパチンコ玉を他の課題解決手段とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によるカラーパチンコ玉の製造方法は、酸化熱処理の温度条件により多様な色のカラー酸化皮膜層を形成させることによって、パチンコ玉の多様なカラーを表出でき、環境に優しい方法で製造可能で、またこの方法によって製造されたカラーパチンコ玉は、高い耐久性及び反発力と共に視認性が優秀な長所を持つ。
また、パチンコ玉を少なくとも２回以上再使用することで、資源を節約して製造費用を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来の製造方法によって製造されたパチンコ玉の写真。
【図２】本発明による視認性が優れたカラーパチンコ玉の製造工程ブロック図。
【図３】本発明により製造された硬化熱処理されたパチンコ玉の写真。
【図４】本発明により製造された金色パチンコ玉の写真。
【図５】本発明により製造された赤紫色パチンコ玉の写真。
【図６】本発明により製造された紫色パチンコ玉の写真。
【図７】本発明により製造された青色パチンコ玉の写真。
【図８】本発明により製造された黒色パチンコ玉の写真。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明は添付された図２乃至図８を参照して詳細に説明するが、各図面及び詳細な説明で一般的な金属の表面処理方法からこの分野の従事者が容易に理解できる部分は別途の説明を省略する。
【００１８】
図２は本発明による視認性が優れたカラーパチンコ玉の製造工程ブロック図である。
【００１９】
図面を参照すると、先ず本発明はパチンコ玉を浸炭熱処理、窒化熱処理、焼き入れ処理、及び高周波熱処理のような硬化熱処理工程(Ｓ１０)を実施して硬度を向上させる。
【００２０】
パチンコ玉は繰り返し使用しても表面に傷や摩耗が生じないよう、優れた反発力が求められるが、このためにはパチンコ玉の表面、またはパチンコ玉の全体を硬化する必要がある。
【００２１】
本工程における浸炭熱処理は、９３０℃前後の温度で炭素雰囲気で鋼の表面から約１ｍｍまで炭素含有量を高める熱処理を実施することによって表面の硬度は高く、内部は強い組織を作って、耐久性が高く反発力が優れたパチンコ玉を製造することができるようにする熱処理工法である。
【００２２】
また、窒化熱処理は、５４０〜５８０℃の温度領域において鋼の表面に窒素、または窒素と炭素原子を鋼材の表面に侵入及び拡散させることによって、所定の特性を得る工程であり、適用鋼種が多様かつ耐久性が優れたパチンコ玉を製造できる長所があるが、その方法としては、窒素及び炭素の媒体によりガス窒化法、塩浴窒化法、プラズマ窒化法、真空窒化法がある。
【００２３】
この時、工程によって鋼材の表面に厚さ１０〜３０μｍの鉄と窒素及び炭素で構成された化合物層が形成されて耐久性を確保し、窒素が拡散及び固溶されて、深さ０．５ｍｍ前後の窒素拡散層が形成されることによって反発力が増加する。
【００２４】
本工程において高周波熱処理は、鋼の表面に高周波コイルを設け、高周波誘導加熱の熱源で金属部品の表面を加熱または冷却して表面を硬化させて耐摩耗性を向上させて、急速加熱及び冷却により表面層がオーステナイト組織からマルテンサイト組織に変態されるため、耐久性が向上する。
【００２５】
また、本工程の焼き入れ処理は、鋼種により８５０〜９００℃で加熱した後、急冷して素材全体がオーステナイト組織からマルテンサイト組織に変態することによって表面層だけでなく深部も硬化される熱処理工法である。
【００２６】
この時、前記硬化熱処理工法を単独または組合わせて実施することができ、具体的な工程は通常の方法で実施することができる。
【００２７】
参考として、図３は本発明により製造された、硬化熱処理されたパチンコ玉の写真である。
【００２８】
さらに、前記硬化熱処理工程(Ｓ１０)を経たパチンコ玉は、表面加工工程(Ｓ２０)に移る。
【００２９】
表面加工工程(Ｓ２０)は前記硬化熱処理工程(Ｓ１０)後に表面に形成された酸化物を取り除いて精度改善及び鏡面形成のためのバレル(ｂａｒｒｅｌ)研摩、ショットブラスト(ｓｈｏｔ  ｂｌａｓｔ)、サンドブラスト(ｓａｎｄｂｌａｓｔ)、艶出し(ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ)、ラップ仕上げ(ｌａｐｐｉｎｇ)、またはバフ仕上げ(ｂｕｆｆｉｎｇ)の方法で実施することができる。
【００３０】
その後、前記表面加工工程(Ｓ２０)を通して得られたパチンコ玉と酸化性ガスを炉中に投入して(Ｓ３０)、酸化熱処理工程(カラー層形成工程)(Ｓ３０)を行う。
【００３１】
この時、前記酸化性ガスはパチンコ玉の表面にカラー酸化物層を形成させるために、酸素、空気、二酸化炭素及びスチームの中から単独または二種類以上を選択混合して利用でき、その他に窒素ガスを前記酸化性ガスに含ませて酸化熱処理を実施することができる。
【００３２】
本発明における酸化性ガスの組成比は、例えば、純粋な空気、または空気２０〜８０体積％と二酸化炭素８０〜２０体積％で混合された酸化性ガスを使用するのが望ましく、パチンコ玉の望むカラーに合わせて前記限定した組成比を適切な条件に変更したり、または他の種類のガスをさらに混合することができる。
【００３３】
さらに、カラー層形成工程(Ｓ３０)は、硬化熱処理されたパチンコ玉の表面に酸化熱処理を行ってカラー酸化皮膜層を形成させる工程であり、酸化熱処理条件は各々望む色に合わせて酸化熱処理が行われる温度を１５０〜５００℃の範囲で、３０分〜５時間実施する。
【００３４】
前記のような条件で実施する理由は、酸化熱処理の温度を１５０℃未満にした場合には、酸化熱処理が遂行されないため望む鉄酸化物層を得ることができず、５００℃を超える場合には硬化熱処理されたパチンコ玉の硬度が急速に低くなって反発力が低下するためである。
【００３５】
また、酸化熱処理時間が３０分未満の場合には、酸化処理が遂行できるカラー酸化皮膜層形成温度に至ることができないため、望むカラー酸化皮膜層を得難く、５時間を超える場合には黒色にだけずっと維持されるため、経済的な観点から不要時間を招いて非効率的である。
【００３６】
具体的には、前記酸化熱処理後に形成されたカラー酸化皮膜層の表面色は、下記実施例１、２で説明するように、酸化熱処理温度、時間、酸化熱処理の雰囲気により金色、赤紫色、紫色、青色及び黒色で発現できるが、カラー酸化皮膜層の組成は主にＦｅ３Ｏ４の単一相（ｓｉｎｇｌｅ−ｐｈａｓｅ）あるいは少量のＦｅ２Ｏ３とＦｅ３Ｏ４の多相（ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅ）である。
【００３７】
パチンコ玉のカラーは、例えば、空気と二酸化炭素を７０:３０体積％の組成比で混合された酸化性ガス雰囲気で、２２０±５℃、２４０±５℃、２６０±５℃、及び３２０±５℃の温度条件で各々２時間ずつ酸化熱処理する場合、各々金色、赤紫色、青色、及び黒色のカラーを有するパチンコ玉が製造でき、空気雰囲気で２００±５℃、２６０±５℃、及び３２０±５℃の温度条件で２．５時間酸化熱処理を行う場合、各々金色、青色、及び黒色のパチンコ玉を製造することができる。
【００３８】
このような後酸化工程によって形成される酸化物層の厚さは、最低０．０１μｍ以上であり５μｍは超えず、望ましくは０．０１〜１μｍである。
【００３９】
前記カラー具現は酸化雰囲気下で熱的方法で表面に酸化物層を形成して、この酸化物層と表面上で反射した光が互いに干渉して色を具現するもので、この酸化物層の厚さにより独特のカラーが発現される。
【００４０】
従来のパチンコ玉は鋼材の表面に形成された硬質クロムメッキ層の銀白色の単色だけ得られたが、本発明のカラーパチンコ玉の製造方法によって製造されたカラーパチンコ玉は、鋼材が酸化されることによって色を発現させて、酸化熱処理条件により各々金色、赤紫色、紫色、青色及び黒色系列の多様な色を発現できるため、その色が多様で美麗であるため、視認性が優れたカラーパチンコ玉を環境親和的に製造することができる。
【００４１】
即ち、従来のパチンコ玉はパチンコ玉の表面に刻印またはコードを刻んでこれをコードリーダーなどでいちいち真偽を判断したため煩わしかったが、本発明によるパチンコ玉は視認性が優れたカラーを形成したため、肉眼で真偽の判断が容易、かつ繰り返し使用してもそのカラー層が剥がれたり剥離が生じないため、耐久性が優れている。
【００４２】
また、使用後カラー酸化物層が摩耗して変色したパチンコ玉は再度表面加工及び酸化熱処理を実施して、少なくとも２回以上再使用できるため、資源を節約できて製造費用を低減することができる。
【実施例１】
【００４３】
Ｓ２０Ｃ素材を圧造してマルテンサイト組織で０．８ｍｍ硬化深さの浸炭硬化処理した後、鏡面研摩を行った鋼球を内径５００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの炉に装入し、総流量１．２ｍ３／ｈｒ、ガス組成がアンモニア５０体積％、空気１６体積％、プロパン４体積％、及び窒素３０体積％に混合された窒化性ガスを使用して、５８０℃で各々３時間窒化熱処理を実施した結果、化合物層の硬度及びその厚さは各々７００Ｈｖ、１６μｍであり、深部硬度は３２０Ｈｖであった。この鋼球をバレル研摩で鏡面加工を行い、２２０℃、２４０℃、２６０℃、及び３２０℃の空気雰囲気で各々３時間酸化熱処理を実施した結果、各々金色、赤紫色、青色及び黒色のパチンコ玉が得られた。
【実施例２】
【００４４】
Ｓ６０Ｃ素材を圧造して鋼球を製作し、この鋼球を８６０℃で１時間加熱して水冷した後、荒削加工及び艶出し加工を行って鏡面が得られた。この鋼球を２００℃、２６０℃及び３２０℃の空気雰囲気で各々２．５時間酸化熱処理を実施した結果、各々金色、青色、及び黒色のパチンコ玉が得られた。
【実施例３】
【００４５】
ＳＵＪ２素材を圧造して焼き入れ及び焼き戻し処理を実施した後、鏡面研摩を行った鋼球を内径５００ｍｍ、高さ１０００ｍｍの炉に装入し、実施例１と同様な条件で窒化熱処理を実施した。この鋼球をバレル研摩で鏡面加工を行って２２０℃の空気雰囲気で３時間酸化熱処理を実施した結果、化合物層及び深部の硬度は各々７５０ＨＶ、３４０ＨＶであった。これを再度バレル研摩で鏡面加工を行って２２０℃の空気雰囲気で再酸化熱処理を３回実施した結果、化合物層及び深部の硬度は各々７２０ＨＶ、３１６ＨＶであり、この鋼球に対して再酸化熱処理をさらに２回実施した結果、化合物層及び深部の硬度は各々７１０ＨＶ、３００ＨＶであり、再処理による化合物層と深部硬度の低下は大きくないことが明らかになった。
【００４６】
本発明は前記実施例１、２、３のように硬化熱処理、表面加工及び酸化熱処理工程を各々経て製造されたカラーパチンコ玉は、多様なカラーを具現可能であることを確認することができた。
【００４７】
参考までに、図４乃至図８は本発明により製造された金色、赤紫色、紫色、青色、黒色パチンコ玉を各々写った写真である。
【００４８】
以上、本発明は望ましい実施例と図面を通して説明されたが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が、本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形ができることは明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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